Sistem tenaga uap(Teknik Mesin)

27

Termodinamika II 2012 Teknik Mesin-Universitas Brawijaya

1. PENDAHULUAN 1.1 Pengantar 1.2 Tujuan

2. SIKLUS UAP CARNOT

3. SIKLUS UAP IDEAL RANKINE

4. ANALISA ENERGI SIKLUS IDEAL

RANKINE

5. IRREVERSIBILITAS DAN KERUGIAN

PADA SIKLUS AKTUAL TENAGA UAP

6. SUPERHEAT DAN REHEAT

7. SIKLUS RANKINE REGENERATIF

7.1 OPEN FEED WATER HEATER

7.2 CLOSED FEED WATERHEATER

1. PENDAHULUAN

1.1 Pengantar Sistem pembangkit tenaga uap merupakan bagian penting dari

kehidupan kita. Sistem ini banyak digunakan dalam pembangkit

energi listrik dan yang lain. Uap banyak digunakan sebagai fluida

kerja dalam sistem pembangkit karena memiliki beberapa

kelebihan, selain murah, sumber melimpah, juga memiliki

karakteristik yang cocok sebagai fluida kerja pembangkit tenaga.

Pada modul ini dibahas tentang siklus pembangkit tenaga yang

menggunakan uap sebagai fluida kerja. Pembahasan juga

dilakukan tentang pemodelan secara termodinamika dari sistem

tersebut.

1.2 Tujuan

Tujuan dari materi dalam modul ini adalah untuk

Memahami dan menguasai teori dasar Termodinamika serta

mampu menerapkannya dalam analisis Konversi Energi.

Memahami siklus tenaga uap Carnot dan Rankine.

Memahami modifikasi siklus dasar Rankine untuk meningkatkan

efisiensi termal siklus.

Menganalisa siklus tenaga uap regenerasi.

TERMODINAMIKA II SIKLUS TENAGA UAP Dr.Eng Nurkholis Hamidi dan Dr.Eng Mega Nur Sasongko

2

SELF-PR

OP

AG

ATIN

G EN

TREP

Rn

ENEU

RIA

L EDU

CA

TION

DEV

ELOP

MEN

T

(SPEED

)

28


2. SIKLUS UAP CARNOT

Sitem pembangkit daya tenaga uap merupakan salah satu mesin kalo dengan

sistem pembakaran luar. Pembakaran dilakukan di luar mesin untuk

menghasilkan energi panas yang kemudian ditransfer ke uap. Energi input

tersebut kemudian sebagian diubah menjadi kerja oleh turbin dan sebagian lagi

dilepas ke lingkungan yang memiliki temperatur yang lebih rendah. Secara

skematik mesin kalor dapat dilihat pada gambar 2.1.

Siklus Carnot merupakan siklus yang paling efisien bila beroperasi

diantara dua batas temperatur. Penerapan siklus carnot untuk sistem tenaga

uap dan diagram hubungan T-s dapat dilihat pada gambar 2.2. Proses-proses

dari siklu tenaga uap Carnot adalah :

1-2: Kompresi secara isentropik (s=konstan) pada pompa

2-3: Pemasukan kalor secara isotermis (T=konstan) pada boiler.

3-4: Ekspansi secara isentropik (s=konstan) pada turbin

4-1: Proses pembuangan kalor secara isotermis (T=konstan) pada kondensor

Gambar 2.1 Skema Mesin Kalor Sumber : YA Cengel dan MA Boles, 2005

29


Meskipun siklus Carnot merupakan siklus yang paling efisien, akan tetapi

kurang cocok untuk diterapkan pada sistem tenaga uap. Beberapa hal yang

membatasi penerapan siklus Carnot pada sistem tenaga uap adalah:

1. Proses pemasukan dan pembuangan kalor yang dilakukan secara

isothermal hanya mudah dilakukan ketika berada pada daerah

perubahan fase cair-uap. Pada kenyataannya daerah perubahan fase

cair-uap sangat terbatas, sehingga membatasi daerah kerja sistem

tenaga uap apabila menggunakan siklus Carnot. Selain dari itu

keterbatasan temperatur maksimum juga akan membatasi efisiensi

termal dari siklus Carnot.

2. Proses kompresi dan ekspansi isentropik pada Pompa dan Turbin

dilakukan pada kondisi uap campuran (uap basah). Kandungan uap

pada likuid tentunnya kurang baik bagi kerja pompa, sebaliknya

adanya kandungan cairan kurang baik juga untuk kerja turbin.

Kekurangan-kekurangan tersebut yang mengakibatkan siklus Carnot menjadi

kurang realistik atau tidak dapat diterapkan dalam system tenaga uap.

Gambar 2.2 Siklus Tenaga Uap Carnot

Sumber : YA Cengel dan MA Boles, 2005

1

2

4

3

Qout

Pompa

Boiler

Kondensor

Turbin

3

1

2

4

Qin

Wout

Win

30


Contoh soal 1 :

Sebuah siklus tenaga uap Carnot menggunakan air sebagai fluida kerja dengan alran steady. Air berubah dari cair jenuh menjadi uap jenuh pada proses pemasukkan kalor terjadi pada tekanan 80 bar. Proses pembuangan kalor pada kondensor terjadi pada tekanan 0,08 bar. Gambarkan T-s diagram dari siklus tersebut dan hitunglah

(c) Effisiensi termal (d) Panas input (e) Panas output pada kondensor

Jawab :

1

2 3

4

80 bar

0,08 bar

T

s

Analisa :

Keadaan 1 : P1 = 0,08 bar s1 = s2 = 3,208 kJ/kg.K ; 3423,01

11

1

fg

f

s

ssx ;

kgkJhxhh fgf /46,996. 111

(nilai s1, hf, hfg diperoleh dari tabel uap jenuh pada tekanan 0,08 bar) Keadaan 2 : P2 = 80 bar ; s1 = s2 = 3,208 kJ/kg.K ; cairjenuh ;

kgkJhh f /6,131622 ( dari tabel uap jenuh pada tekanan 80 bar)

Keadaan 3 : P3 = 80 bar ; uap jenuh ; s3 = 5,7432 kJ/kg.K ; kgkJhh g /275833

(nilai s3, hg3 diperoleh dari tabel uap jenuh pada tekanan 80 bar)

Keadaan 4 : P4 = 0,08 bar ; s4 = s3 = 5,7432 kJ/kg.K ; 6745,04

44

4

fg

f

s

ssx ;


(nilai sf4, hf4, hfg4 diperoleh dari tabel uap jenuh pada tekanan 0,08 bar) Dari tabel uap jenuh diketahui TL = T1 = Tsat 0,08 bar = 314,66 K dan

TH = T2 = Tsat 80 bar = 568,25 K

(c) Effisiensi termal %63,4425,568

66,31411max

H

L

T

T

(d) kgkJhh

m

Qin /4,144123

(e) kgkJhh

m

Qout /34,79814

31


3. SIKLUS UAP IDEAL RANKINE Beberapa kesulitan yang terkait dengan permasalahan teknis dari siklus

Carnot dapat dipecahkan dengan merubah beberapa proses dan juga daerah

operasional dari sistem tenaga uap. Siklus Rankine merupakan solusi dari

keterbatasan siklus Carnot untuk diterapkan pada system tenaga uap. Siklus

sederhana Rankine memiliki komponen-komponen alat yang sama seperti pada

siklus Carnot. Akan tetapi, proses-proses dari siklus ideal Rankine adalah

sebagai berikut :

1-2: Kompresi isentropik pada pompa 2-3: Pemasukkan kalor secara isobarik pada boiler

3-4: Ekspansi isentropik pada turbin 4-1: Pemuangan kalor secara isobarik pada kondensor

Gambar 2.3 menunjukkkan sistem tenaga uap dengan siklus ideal

Rankine. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan bahwa air masuk ke dalam

pompa pada cair jenuh (saturated liquid), yakni pada keadaan 1. Air dikompresi

oleh pompa sehingga air dalam fase cair tekan (compressed liquid) pada

keadaan 2. Proses kompresi dilakukan secara entropi konstan sehingga s1 = s2.

Gambar 2.3 (a) Instalasi tenaga uap sederhana dan (b) diagram T-s siklus ideal Rankine


(a) (b)

32


Air masuk kedalam boiler pada keadaan 2 dan keluar dengan kondisi uap

panas lanjut (superheated steam) pada keadaan 3. Proses pemasukkan kalor

dalam boiler dilakukan secara tekanan konstan sehingga P2 = P3. Setelah keluar

dari boiler, uap panas lanjut kemudian diekspansikan pada turbin pada entropi

yang tetap (s3 = s4). Tekanan dan temperature uap keluar turbin mengalami

penurunan sehingga pada kondisi uap jenuh basah (campuran uap dan cair)

pada keadaan 4. Pada keadaan ini uap masuk ke dalam kondensor untuk proses

pembuangan kalor secara isobarik, dimana P4 = P1. Fluida kerja keluar dari

kondensor kembali pada keadaan 1 yakni pada fase cair jenuh. Siklus ideal

Rankine tidak terdapat irreversibilitas internal, semua proses dilakukan secara

reversible.

4. ANALISA ENERGI SIKLUS IDEAL RANKINE

Sistem tenaga uap sederhana siklus Rankine terdiri atas empat

komponen yakni Pompa, Boiler, Turbin dan Kondensor. Dalam analisa energinya

ke-empat komponen alat tersebut dianggap sebagai peralatan dengan aliran

tunak (steady-flow devices). Perubahan-perubahan energy kinetic dan potensial

gravitasi pada peralatan juga diabaikan, sehingga persamaan kesetimbangan

energy pada peralatan dapat disederhanakan sebagai :

Untuk analisa energy tiap-tiap komponen alat dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Pompa

Kerja pompa dapat dihitung dengan dasar kesetimbangan massa dan

energi untuk aliran tunak (steady-flow). Perubahan energi kinetic dan

potensial gravitasi diabaikan dan diasumsikan bahwa pompa bekerja

secara adiabatik reversible (isentropik).

outinoutinoutin

outinoutinoutin

outinoutin

outinoutinoutin

hhwwqq

hhmWWQQ

zzgvv

hhmWWQQ

)()(

)()()(

0)(2

)()()(

22

(2.1)

(2.2)

(2.3)

0 0

33


2. Boiler

Seperti pada perhitungan kerja pompa, transfer panas pada boiler dapat

dihitung dengan dasar kesetimbangan massa dan energi untuk aliran

tunak (steady-flow). Perubahan energy kinetik dan potensial gravitasi

juga diabaikan.

○1

○2

E 1 = m1h1

E 2 = m1h1

W pompa

( )

m m m

m h W m h

W m h h

pump

pump

1 2

1 1 2 2

2 1

pompa

pompa

Seperti yang telah dipelajari, bahwa salah satu bentuk hubungan perubahan

entalpi adalah sebagai berikut:

(2.4)

Proses kompresi 1-2 merupakan proses isentropik sehingga ds=0. Persamaan

2.3 dapat disederhanakan menjadi :

(2.5)

Karena fluida yang dipompa adalah air dalm fase cair yang bersifat tidak mampu

mampat (incompressible), sehingga volume fluida selam kompresi adalah tetap

(v1=v2).

v v const

h h v P P

1

2 1 1 2 1

.

( )

konstan

Kerja pompa dapat dihitung :

(2.6)

( ) ( )

( )

W m h h mv P P

wW

mv P P

pump

pump

pump

2 1 1 2 1

1 2 1

pompa

pompa

pompa

34


3. Turbin

4. Kondensor

Jumlah panas yang dilepas pada kondensor (Qout) dapat dihitung sebagai berikut:

○1 ○4

E 4 = m4h4

E 1 = m1h1

Qout

(2.10) )( 14

1144

14

hhmQ

hmQhm

mmm

out

out

Kerja turbin juga dihitung dengan dasar kesetimbangan massa dan energi untuk

aliran steady. Perubahan energi kinetik dan potensial gravitasi diabaikan.

○3

○4

E 4 = m4h4

Wturbin

E 3 = m3h3

( )

m m m

m h W m h

W m h h

turb

turb

3 4

3 3 4 4

3 4

(2.8)

Transfer panas pada boiler (Qin) dapat dihitung :

○3 ○2

E 3 = m3h3

E 2 = m2h2

Qin

( )

m m m

m h Q m h

Q m h h

in

in

2 3

2 2 3 3

3 2

(2.7)

35


Contoh soal 2 :

Sebuah siklus tenaga uap ideal Rankine menggunakan air sebagai fluida kerja dengan alran steady. Uap masuk turbin pada tekanan 80 bar dan 480oC. Sedangkan uap keluar kondensor diketahui pada keadaan cair jenuh dengan tekanan 0,08 bar . Gambarkan T-s diagram dari siklus tersebut dan hitunglah

(a) Panas input agar mengahasilkan kerja siklus 100 MW (b) Effisiensi termal

Jawab :

Analisa : Keadaan 1 : P1 = 0,08 bar ; cair jenuh ; dari tabel uap jenuh diketahui

kgkJhh f /88,17311 ; v1 = vf1= 0,0010084 m3/kg

Keadaan 2 : P2 = 80 bar ; s1 = s2 ; kgkJPPvhh /94,181)( 12112

Keadaan 3 : P3 = 80 bar ; T3 = 480oC ; dari tabel uap panas lanjut diperoleh

s3 = 6,6586 kJ/kg.K ; kgkJh /4,33483

Keadaan 4 : P4 = 0,08 bar ; s4 = s3 = 6,6586 kJ/kg.K ; 7944,04

44

4

fg

f

s

ssx ;


(a) Massa alir uap dapatdihitung dari :

skghhhh

Wm

siklus/53,79

)()( 1243

Jadi kalor input agar menghasilkan kerja 100 MW

MWhhmQin

8,251)( 23

(b) Effisiensi termal %7,398,251

100

in

siklus

termal

Q

W

1

2

3

4

80 bar

0,08 bar

T

s

480oC

36


5. IRREVERSIBILITAS DAN KERUGIAN PADA SIKLUS AKTUAL

TENAGA UAP

Siklus aktual tenaga uap berbeda dengan siklus ideal Rankine. Gesekan

pada fluida dan kerugian panas ke lingkungan sering menjadi penyebab

irreversibilitas dan kerugian pada sistem pembangkit tenaga uap. Faktor-faktor

tersebut juga mempengaruhi unjuk kerja dari peralatan-peralatan yang ada.

Gesekan fluida pada saluran sering menyebabkan penurunan tekanan

(pressure drop) terutama pada boiler dan kondensor, sehingga mengakibatkan

uap pada keadaan tekanan yang lebih rendah dari idealnya. Transfer panas dari

turbin ke lingkungan juga menyebabkan kerugian tersendiri. Akan tetapi,

kerugian ini sering dianggap minor dan dapat diabaikan. Hal penting yang perlu

dicermati dari sistem tenaga uap ini adalah adanya proses yang irreversibel

pada turbin dan pompa. Seperti yang diilustrasikan pada gambar 2.4, proses

kompresi pada pompa dan ekspansi pada turbin secara actual mengakibatkan

kenaikkan entropi. Entropi dihasilkan dari proses yang tidak reversible.

Irreversibilitas pada turbin mengakibatkan kerja yang dihasilkan menjadi lebih

kecil. Secara ideal, uap harusnya diekspansikan dari keadaan 3 ke 4s, akan

tetapi secara aktual ekspansi terjadi dari keadaan 3 ke 4a, seperti yang terlihat

pada gambar 2.4. Penurunan kerja turbin tentunya mempengaruhi unjuk kerja

keseluruhan dari system tenaga uap.

Gambar 2.4 Pengaruh irreversibilitas pada pompa dan turbin


37


Effisiensi dari turbin akibat dari proses yang tidak reversible dapat dinnyatakan

sebagai:

s

a

isentropik

aktualT

hh

hh

w

w

43

43

(2.11)

Akibat proses yang tidak reversible juga mengakibatkan kerja aktual pompa

menjadi lebih besar dibandingkan apabila proses kompresi dapat berlangsung

secara isentropik. Seperti yang terlihat pada gambar 2.4, proses yang

seharusnya isentropik dari keadaan 1ke 2s, pada kondisi aktualnya mengalami

penyimpangan dari keadaan 1 ke 2a. Effisiensi pompa dapat dinyatakan sebagai

berikut:

12

12

hh

hh

w

w

a

s

aktual

isentropik

P

(2.12)

6. SUPERHEAT DAN REHEAT Modifikasi siklus Rankine telah dilakukan dengan tujuan mendapatkan

effisiensi termal siklus yang lebih baik. Peningkatan effisiensi pada sistem

pembangkit daya terutama pada skala besar merupakan sesuatu hal penting

karena dapat mengurangi biaya proses pembangkitan, meskipun peningkatan

effisiensi itu kecil. Salah satu dari modifikasi siklus Rankine yang telah

diterapkan terutama pada pembangkit tenaga yang besar adalah panas lanjut

(superheat) dan pemanas ulang (reheat). Sebelum kita membahas tentang

superheat dan reheat, kita perlu berdiskusi tentang usaha peningkatan effisiensi

termal siklus Rankine melalui peningkatan tekanan boiler.

Peningkatan tekanan boiler merupakan salah satu cara untuk

meningkatkan temperatur rata-rata pada proses pemasukkan kalor yang dapat

meningkatkan effisiensi termal siklus. Pengaruh peningkatan tekanan boiler ini

dapat dilihat diagram T-s pada gambar 2.5. Meskipun peningkatan tekanan

boiler mampu meningkatkan effisiensi termal siklus, aAkan tetapi, disisi lain

dapat mengakibatkkan penurunan kualitas uap pada sisi keluar turbin, karena

ada pergeseran siklus kearah kiri. Penurunan kualitas uap mengakibatkan

38


meningkatnya kandungan droplet air dalam uap yang dapat menurunkan

effisiensi turbin dan juga meusak sudu-sudu turbin.

Untuk mengatasi masalah penurunan kualitas uap pada peningkatan

tekanan boiler dapat dilakukan dengan cara mengekspansikan uap pada turbin

dalam dua tingkatan dan melakukan pemanasan ulang (reheating) diantara

tingkat ekspansi tersebut. Diagram T-s untuk siklus Rankine yang menggunakan

pemanas ulang ditunjukkan oleh gambar 2.6.

Gambar 2.6 Modifikasi siklus Rankine dengan pemanas ulang (reheat)


Gambar 2.5 Pengaruh peningkatan tekanan boiler pada siklus Rankine


39


Pada siklus ideal Rankine dengan pemanas ulang, ekspansi dilakukan

dalam dua tingkat. Ekspansi tingkat pertama dilakukan pada turbin tekanan

tinggi secara isentropik. Setelah proses ekspansi pertama, uap kemudian

dipanaskan kembali pada boiler pada tekanan konstan. Pemanasan ulang ini

umumnya dilakukan hingga mencapai temperatur yang sama dengan

temperatur masuk turbin tingkat pertama. Uap kemudian diekspansikan kembali

pada turbin tekanan rendah hingga mencapai tekanan kondensor. Dengan cara

ini, pada umumnya uap keluar turbin masih dalam kualitas tinggi yakni sekitar

90% (x6=0,9). Perubahan perhitungan panas masuk dan kerja turbin untuk

siklus Rankin dengan pemanas ulang ini adalah:

Kalor input:

)()( 4523 hhhhmQQQ reheatprimerin

(2.13)

Kerja Turbin:

)()( 6543,hhhhmWWW IITurbinITurbintotalTurbin

(2.14)

7. SIKLUS RANKINE REGENERATIF

Modifikasi lain yang biasanya diterapkan dalam pembangkit tenaga

uap yang besar adalah ekstraksi dan regenerasi. Bentuk modifikasi ini

adalah dengan meng-ekstrak sebagian aliran uap keluar dari dari turbin

tingkat pertama untuk memanasi air keluar dari pompa. Alat yang

digunakan pada proses ini dinamakan regenerator atau feed water heater.

Ada dua macam regenerator, yakni open feed water heater dan closed

feed water heater.

7.1 OPEN FEED WATER HEATER

Open feed water heater pada dasarnya adalah sebuah bak pencampur

(mixing chamber). Uap yang diekstraksi dari turbin tingkat pertama dicampur

dengan air keluar dari pompa. Gambar 2.7 menunjukkan skema alat open feed

ater heater serta diagram T-s nya.

40


Dalam siklus Rankine regerentif ideal, uap masuk turbin pada keadaan 5

kemudian diekspansikan pada turbin secara isentropik hingga tekanan pada

keadaan 6. Pada keadaan ini sebagian uap di ekstrak untuk dialirkan ke open

feed water heater secara isobarik, dan sebagian uap lagi terus diekspansikan

hingga tekanan kondensor (pada keadaan 7). Uap keluar kondensor pada

keadaan 1 kemudian dipompa (pada Pompa I) secara isentropik hingga tekanan

open feed water heater pada keadaan 2 dan dicampur dengan uap hasil

ekstraksi dari turbin tingkat pertama sehingga mencapai keadaan 3. Hasil

campuran kemudian dipompa secara isentropik oleh pompa kedua sehingga

mencapai tekanan boiler yakni pada keadaan 4 dan dipanaskan pada boiler

hingga mencapai keadaan 5.

Analisa termodinamika siklus Rankine regenerativ seperti yang

diilustrasikan pada gambar 2.7 adalah sebagai berikut:

Pada kondisi tunak (steady) maka kesetimbangan massa pada keadaan 5-6-7

adalah :

765 mmm

Dimana

5m adalah massa alir uap masuk turbin,

6m massa alir uap ekstraksi

dari turbin tingkat pertama, dan

7m adalah massa alir uap keluar turbin tingkat

ke dua.

Gambar 2.7 Siklus Rankine regenerative denga open feed water heater


41


Apabila dibagi dengan

5m , maka diperoleh:

1

5

7

5

6

m

m

m

m

Jika fraksi uap yang diekstraksikan terhadap uap total adalah y atau

5

6

m

my

y

m

m

1

5

7 atau

57 )1( mym (2.15)

Jika massa alir uap pada boiler adalah

m , maka

mm5 . Analisa untuk energi,

kerja pompa dan kerja turbin adalah sebagai berikut: Kalor input

Qin =

m (h5 – h4) (2.16)

Kalor output

Qout = (1-y)

m (h7 – h1) (2.17)

Kerja Turbin

WTurbin, total =

m (h5 – h6) + (1-y)

m (h6 – h7) (2.18)

Kerja Pompa

Wpmpa, total = Wpompa I + Wpompa II

Wpmpa, total = (1-y)

m (h2 – h1) +

m (h4 – h3) (2.19)

= v1 (P2 – P1) + v3 (P4 – P3)

7.1 CLOSED FEED WATER HEATER

Tipe lain dari regenerator atau feed water heater yang juga diaplikasikan

dalam siklus Rankine regenerative adalah closed feed water heater. Pada tipe

ini, tidak ada pencampuran antara uap ekstraksi dari turbin dengan air keluaran

pompa. Perpindahan panas dilakukan melalui pipa-pipa penukar kalor, sehingga

tetap ada dua aliran fluida dengan tingkat tekanan yang berbeda. Skema alat

dan diagram T-s dapat dilihat pada gambar 2.8.

42


Analisa aliran massa uap pada closed feed water heater (Gambar 2.8), yakni:

876 mmm

Jika fraksi uap yang diekstraksikan terhadap uap total adalah y atau

8

7

m

my

y

m

m

1

6

8 atau

68 )1( mym (2.20)

Jika massa alir uap pada boiler adalah

m , maka

mm6 . Analisa untuk energi,

kerja pompa dan kerja turbin adalah sebagai berikut:

Kalor input pada boiler

Qin =

m (h6 – h5) (2.21)

Kalor output

Qout = (1-y)

m (h8 – h1) (2.22)

Kerja Turbin

WTurbin, total =

m (h6 – h7) + (1-y)

m (h7 – h8) (2.23)

Gambar 2.8 Siklus Rankine regenerative denga closed feed water heater


43


Kerja Pompa

Wpmpa, total = Wpompa I + Wpompa II (2.24)

Wpmpa I = (1-y)

m (h2 – h1)

= v1 (P2 – P1)

Wpompa II = y

m (h4 – h3)

= v3 (P4 – P3)

REFERENSI

Michael J. Moran dan Howard N.Saphiro, Fundamentals of Engineering

Thermodynamics, John Willey & Sons, 1993 Y.A Cengel dan M.A Boles, Thermodymics An Engineering Approach, (5th

Edition), Mc Graw Hill, 2006

TUGAS

1. Suatu sistem tenaga uap bekerja dengan siklus Rankine. Uap keluar boiler pada keadaan tekanan 80 bar dan temperatur 480 oC. Uap kemudian diekspansikan pada turbin, sehingga uap keluar turbin pada

tekanan 0,08 bar. Uap didinginkan pada kondensor secara isobarik sehingga kondisi mencapai cair jenuh. Diketahui effisiensi pompa

p = 0,7 dan effisiensi turbin T = 0,85. Hitunglah a. Effisiensi thermal siklus !

b. Massa alir uap, agar kerja bersih (Wnet) yang dihasilkan 50 MW!

2. Suatu sistem tenaga uap bekerja dengan siklus Rankine dengan

sebuah open feed water heater. Uap keluar turbin tingkat pertama

pada keadaan 520oC, 120 bar. Uap kemudian diekspansikan hingga tekanan 10 bar. Pada tekanan 10 bar tersebut sebagian uap diekstrak

dan dialirkan ke feed water heater dan sisanya diekspansikan ke turbin tingkat kedua hingga 0,06 bar. Uap keluar feed water heater pada kondisi cair jenuh pada tekanan 10

bar. Apabila pompa dan turbin bekerja secara isentropik, gambarkan diagram T-s nya dan hitunglah :

a. Effisiensi thermal siklus ! b. Kerja siklus

Documents

Sistem tenaga uap(Teknik Mesin)